Неизотермичность и энергетическая неравновесность в реагирующих газофазных системах

• Автор: Жильцова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КИНЕТИКИ РЕАГИРУЮЩИХ ГАЗОФАЗНЫХ СИСТЕМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
ГЛАВА 2. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ МОЛЕКУЛ ПРИ
ТЕРМИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
2.1. Кинетика диссоциации N20
2.2. Модель многоуровневого приближения колебательнонеравновесного распределения энергии в реагирующей
системе
2.3. Результаты расчетов выхода окиси азота
ГЛАВА 3. НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ПРОЦЕССЕ
САЖЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИ ПИРОЛИЗЕ УГЛЕВОДОРОДОВ И ИХ ГАЛОИДПРОИЗВОДНЫХ ЗА УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ
3.1. Основные закономерности кинетики образования конденсированного углерода
3.2. Сдвиг критической температуры выхода сажи
3.3. Нарушения термического равновесия между конденсированной фазой и газом
3.4. Экспериментальные измерения сажеобразования при
пиролизе этилена и тетрахлорметана в ударных волнах
3.5. Определение теплоты образования частиц сажи
3.6. Кинетические модели сажеобразования при пиролизе С2Н4 и
СС14
3.7. Расчет эффективной температуры частиц сажи
3.8. Анализ полученных результатов

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГООБМЕНА И РЕАКЦИЙ МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ МЕТОДОМ МОНТЕ-КАРЛО
4.1. Метод Монте-Карло в молекулярной кинетике
4.2. Энергообмен при столкновениях многоатомных молекул с частицами газа-разбавителя
4.3. Определение удельных констант скорости реакций
4.4. Неравновесные функции распределения по энергии реагирующих молекул
4.5. Кинетика двухканальной диссоциации хлороформа
4.6. Кинетика цис-транс изомеризации дихлорэтилена
4.7. Особенности кинетики обратимой реакции
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЯ
• Кинетическая схема распада Ы20 в многоуровневом приближении неравновесного распределения колебательной энергии в системе
• Кинетическая схема сажеобразования при пиролизе этилена
• Кинетическая схема сажеобразования при пиролизе тетрахлорметана
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований.
Энергетически неравновесные химические процессы изучают в разных областях науки. Плазмохимия и горение, лазерная химия и лазерная физика, ударно-волновые процессы, явления конденсации и сажеобразования, химия атмосферы и многие другие научные направления неразрывно связаны с проявлениями неравновесного распределения энергии в системе.
Явления неизотермичности и энергетической неравновесности очень широко распространены в высокотемпературных газофазных процессах. Эти процессы характеризуются интенсивным перераспределением энергии в системе, что может иметь различные проявления:
- изменение температуры газовой смеси в ходе реакции,
- нарушение энергетического равновесия между компонентами реакционной смеси,
- нарушение равновесных функций распределения энергии для отдельных компонент химической системы.
Нестационарность энергетического состояния реагирующей системы способна кардинальным образом влиять не только на скорость, но и на механизм протекания химического процесса.
На основе современных вычислительных технологий стало возможным моделирование даже весьма сложных химических процессов с детальным учетом изменения энергетического состояния входящих в систему реагентов и продуктов.
Актуальным представляется выяснение роли энергетической неравновесности и изменений температуры смеси в экспериментально наблюдаемых кинетических особенностях протекания различных газофазных высокотемпературных реакций и процессов, анализ существующих и разработка новых методов их описания.

заметное влияние на регистрируемые профили ИК-излучения и в значительной мере может служить причиной наблюдавшейся в работе [81] аномалии в соотношении величин констант скорости двух каналов реакции атома О с N20.
В заключение подчеркнем, что рассмотренная задача по исследованию особенностей поведения термической диссоциации N20 является лишь одним из ярких проявлений нарушения равновесного распределения энергии внутри реагирующих газофазных систем. Для высокотемпературных реакций в смесях с относительно высоким содержанием исходного вещества вероятность возникновения в системе сверхравновесного колебательного возбуждения отдельных реагентов часто весьма велика. Учет этого фактора является необходимым как при интерпретации экспериментальных данных, так и при построении теоретических моделей.